? ?對電力電纜不帶電和帶電檢測的常用方法進(jìn)行了比較分析。通過(guò)比較，在不帶電檢測方法中，二次脈沖法是一種比較好的方法；在帶電檢測的方法中，交流電壓迭加法是目前比較好的一種方法。?

? ?由于交聯(lián)聚乙烯電纜盡緣性能好，易于制造和安裝方便，近年得到了迅速的發(fā)展。隨著(zhù)城網(wǎng)改造和農網(wǎng)改造的實(shí)施，電力電纜的利用比重也會(huì )越來(lái)越高，如何維護使用好已有的電力設備，進(jìn)步供電可靠性就顯得十分必要，電纜的運行狀況直接關(guān)系到電力系統的安全運行及供電的可靠性。過(guò)往，我國廣泛使用的預防性試驗是采用定期停電進(jìn)行試驗的方法，屬于離線(xiàn)檢測。然而，隨著(zhù)電力供給的發(fā)展，這種停電試驗的傳統方法已愈來(lái)愈不能適應電力生產(chǎn)和供給的實(shí)際需要。因此研究電力電纜在線(xiàn)監測技術(shù)，可及時(shí)對電纜進(jìn)行公道的維護、檢驗及更換，對保證電纜可靠運行具有重要的意義。近年來(lái)不少研究者提出了一些新的帶電檢查的測試方法，這些方法對預先發(fā)現電纜盡緣的下降狀況很有作用。?

1、電力電纜性能不帶電檢測方法

隨著(zhù)城市建設的發(fā)展，電力電纜在城網(wǎng)供電中所占的份量也越來(lái)越重，在一些城市的市區逐步取代排擠輸電線(xiàn)路；同時(shí)隨著(zhù)電纜數目的增多及運行時(shí)間的延長(cháng)，電纜的故障也越來(lái)越頻繁。由于電纜線(xiàn)路的隱蔽性、個(gè)別運行單位的運行資料不完善以及測試設備的局限性等原因，使電纜故障的查找非常困難[1]。電力電纜故障按性質(zhì)可分為串聯(lián)(斷線(xiàn))故障及并聯(lián)(短路)故障兩種，后者按盡緣外是否有金屬護套或屏蔽可分為主盡緣故障(外有金屬屏蔽)，外皮(外護套)故障(無(wú)金屬屏蔽)的故障。主盡緣故障根據測試方法不同，按故障點(diǎn)的盡緣電阻Rf大小可分為①金屬性短路(低阻)故障，其中Rf不同儀器及方法選擇各不同，一般Rf<10 Z0(Z0為電纜波阻抗)；②高阻故障；③間歇(閃絡(luò ))故障三種。三者之間沒(méi)有盡對的界限，主要由現場(chǎng)試驗方法區分，與設備的容量及內阻有關(guān)。近十年來(lái)我國城市電網(wǎng)大量采用XLPE電力電纜，根據電纜的故障，國內外有各種不同的測試方法。

1.1　電橋法及低壓脈沖反射法

20世紀70年代前，世界上廣泛使用電橋法及低壓脈沖反射法進(jìn)行電力電纜故障測試，兩者對低阻故障很正確，但對高阻故障不適用，故經(jīng)常結合燃燒降阻(燒穿)法，即加大電流將故障處燒穿使其盡緣電阻降低以達到可以使用電橋法或低壓脈沖法丈量的目的。燒穿方法對電纜主盡緣有不良影響，現已很少使用。

1.2　高壓直流閃測法和沖擊閃測法

分別測試間歇故障及高阻故障，兩者都均可分為電流閃測法和電壓閃測法，取樣參數不同，各有優(yōu)缺點(diǎn)。電壓取樣法可測率高，波形清楚易判，盲區比電流法少一倍，但接線(xiàn)復雜，分壓過(guò)大時(shí)對人及儀器有危險。電流取樣法正好相反，接線(xiàn)簡(jiǎn)單，但波形干擾大，不易判別盲區大。兩種方法目前是國產(chǎn)高阻故障測試儀的主流方法，主要有西安四方、山東科匯、武漢高壓所等產(chǎn)品。高壓電流、電壓閃測法基本上解決了電纜高阻故障題目，在我國電力部分應用十分廣泛，且應用十分豐富經(jīng)驗，但儀器有盲區，且波形有時(shí)不夠明顯，靠人為判定，有時(shí)未能成功，儀器的精度及誤差相對較大。

1.3　二次脈沖法

這是二十世紀90年代出現的測試技術(shù)，由于低壓脈沖正確易用，結合高壓發(fā)生器發(fā)射沖擊閃絡(luò )技術(shù)，在故障點(diǎn)起弧的瞬間通過(guò)內部裝置觸發(fā)發(fā)射一低壓脈沖，此脈沖在故障點(diǎn)閃絡(luò )處(電弧的電阻值很低)發(fā)生短路反射，并將波形記憶在儀器中，電弧熄滅后，重新發(fā)一正常的低壓丈量脈沖到電纜中，此低壓脈沖在故障處(高阻)沒(méi)有擊穿產(chǎn)生通路，直接到達電纜末端，并在電纜末端發(fā)生開(kāi)路反射，將兩次低壓脈沖波形進(jìn)行對比，非常輕易判定故障點(diǎn)(擊穿點(diǎn))位置。儀器可自動(dòng)匹配，自動(dòng)判定計算出故障點(diǎn)間隔。二次脈沖法的出現，使得電纜高阻故障測試變得十分簡(jiǎn)單，成為最先進(jìn)的測試方法。

對于二次脈沖法，無(wú)論是奧地利的Baur公司，還是德國Seba公司的產(chǎn)品原理是一樣的，只是在實(shí)現上有差異：前者夸大起弧與觸發(fā)脈沖配合，由內部通訊裝置對沖擊電流進(jìn)行阻尼，同時(shí)也增加了沖擊電流的沖擊寬度來(lái)實(shí)現；而后者則采用專(zhuān)門(mén)穩弧儀，夸大延長(cháng)電弧時(shí)間，保證低壓脈沖在起弧期間到達。這種方法與國內生產(chǎn)高壓電流或電壓法測試儀相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①一體化設計，結構緊湊(compact)，只要接進(jìn)電源，接好地線(xiàn)，連接被測電纜即可進(jìn)行各種測試方法的操縱，接線(xiàn)簡(jiǎn)單，切換輕易，安全可靠。

②自動(dòng)化程度高，實(shí)現自動(dòng)匹配、自動(dòng)保護、自動(dòng)判定、自動(dòng)計算，并可以進(jìn)行打印或將圖形存進(jìn)軟盤(pán)， 在計算機進(jìn)行數據分析。

③無(wú)盲區題目：考慮到儀器本身的饋線(xiàn)以及外接的高壓電纜引線(xiàn)長(cháng)度，因此進(jìn)行儀器調試時(shí)，引進(jìn)“tm”測試，首先測試每種方法中的脈沖波經(jīng)過(guò)儀器到達引線(xiàn)末端所經(jīng)歷的時(shí)間“tm”值，并輸進(jìn)記憶的系統中；測試電纜時(shí)，儀器會(huì )自動(dòng)將原點(diǎn)(出發(fā)點(diǎn))定在該方法的“tm”時(shí)刻處，因“tm”為定值與波速度選擇無(wú)關(guān)，無(wú)論波速度選多少，同一種方法中脈沖在儀器本身及引線(xiàn)所經(jīng)歷的時(shí)間“tm”是不變的；所測波形中tm時(shí)刻點(diǎn)即為所測電纜的始端，因此丈量時(shí)沒(méi)有盲區的概念。

④精度高：采用Baur公司IRG300回波儀采樣頻率已達200 MHz，以波速為=160 m/μs計算，精確度可達0.4 m。由于這套儀器的自動(dòng)化程度高、精確，操縱簡(jiǎn)單，克服了電流、電壓沖擊法的不足，有效解決了高阻故障測試的困難，只要波速度選擇正確，丈量結果非常正確。?

2、電力電纜盡緣性能帶電檢測的方法

現在，國內外廣泛開(kāi)展帶電檢測方法的研究，提出了多種方法。實(shí)際的運行過(guò)程中發(fā)現，大部分電力電纜故障是由電纜盡緣發(fā)生劣化引起的。引起這種電纜發(fā)生劣化的原因較多(有電劣化、熱劣化、化學(xué)劣化、機械劣化甚至鼠蟲(chóng)害引起的劣化等)，但最主要還是電劣化。其主要劣化形態(tài)為：①局部放電電劣化；②電樹(shù)枝劣化；③水樹(shù)枝劣化。研究表明33 kV以下的固體盡緣電纜中，引起盡緣劣化的主要是水樹(shù)枝劣化。但無(wú)論哪種劣化都可能造成盡緣電阻的下降，泄漏電流的增加及介質(zhì)損耗tgδ變大等現象。使得在工作電壓下交流損失電流變大，使得流過(guò)盡緣的電流中所含的直流分量增大。因此，可以通過(guò)對電纜盡緣的在線(xiàn)監測來(lái)測定劣化信號，判定電纜盡緣是否能繼續運行。電纜盡緣的劣化信號一般來(lái)說(shuō)極其微小，如因樹(shù)枝狀劣化產(chǎn)生的直流分量電流為nA級，最大的也只不過(guò)為μA級。因此，國外在對高分子盡緣材料劣化的基礎物理過(guò)程進(jìn)行大量研究的基礎上，針對劣化信號，研究并采取了相應的監測措施。電纜盡緣在線(xiàn)監測的方法有很多種，如直流電流法，直流電壓迭加法，交流電壓迭加法，低頻交流迭加法等等。

2.1　直流電流法

電纜在交流電壓作用下，若發(fā)生水樹(shù)枝劣化，則電流中含有直流成分，且樹(shù)枝劣化長(cháng)度與直流分量電流存在一定關(guān)系，故研究采用直流電流分量監測法。但由于直流分量電流極小(一般為nA級)，因此輕易受到雜散電流的干擾。且在電纜端部表面泄露電阻因脹污或因雨而下降時(shí)，丈量誤差很大，故此必須要清拭端部且要在天氣晴好時(shí)丈量，所以這種方法的使用受到很大的限制。

2.2　直流電壓迭加法

針對電纜中水樹(shù)枝長(cháng)度與盡緣電阻的關(guān)系，研究了直流電壓迭加法。直流電壓迭加法因散雜電流的變化或端部表面泄露電阻變低而產(chǎn)生較大的丈量誤差。且直流電壓是經(jīng)中性點(diǎn)接地的電壓互感器旋加于電纜的，若互感器中長(cháng)期流過(guò)直流電源會(huì )發(fā)生磁飽和現象而產(chǎn)生零序電壓，可能使變電所內繼電器誤動(dòng)作。

2.3　低頻交流迭加法

針對電纜中水樹(shù)枝長(cháng)度與盡緣電阻的關(guān)系，研究了低頻交流迭加法。低頻交流迭加法是一種較好的方法，所監測的交流損失電流在原理上隨著(zhù)劣化的發(fā)展而變大的。但在使用中應認真確認電纜端部的工作狀態(tài)，例如為調整端部電場(chǎng)分布而裝有應力環(huán)時(shí)，即使電纜盡緣良好，交流損失電流也較大，那么僅根據在線(xiàn)監測的信號，就可能作出”盡緣不良”的誤判定。

2.4　交流電壓迭加法

交流電壓迭加法的丈量原理是：在電纜的屏蔽層上迭加101 Hz(即2倍工頻+1Hz)的交流電壓，監測樹(shù)枝劣化而產(chǎn)生1Hz的劣化信號。由于樹(shù)枝劣化的電纜上迭加工頻+約1 Hz電壓時(shí)，被測的劣化信號最大，可采用這種方法檢測出1 Hz的劣化信號的強弱來(lái)判定電纜劣化的程度。這種監測方法的優(yōu)點(diǎn)是：①可從電纜接地線(xiàn)處迭加電壓，測定簡(jiǎn)單方便，不僅可作為在線(xiàn)監測，也可作帶電監測，用一套設備監測多條電纜；②因迭加電壓檢測的是已知劣化信號，即1 Hz信號，故檢測精度高，抗干擾能力強；③受鎧裝盡緣電阻及端部污損等因素影響較小。?

結論

通過(guò)以上的分析比較，我們可以發(fā)現在不帶電檢測方法中，二次脈沖法是一種比較好的方法，在帶電檢測的方法中，交流電壓迭加法是目前比較好的一種方法。固然帶電檢測的方法還不很成熟，比如對盡緣劣化程度的判定等方面，還需要做大量的研究工作，但是這是電力電纜檢測的一種發(fā)展方向。